Honda Civic blog



Статьи Бортовичок Фото и Видео

SOHC i-VTEC - «одновальник» с интеллектом

SOHC i-VTEC - «одновальник» с интеллектом

07 Jun 2009 20:12:00 | www.procivic.ru | Honda

Система i-VTEC в том виде, в котором она существует появилась не так давно, если не брать в расчет традиционный VTEC, который господствовал в мире моторов с 1989 по 2000 годы. Новая же система обзавелась дополнительным символом «i» и стала называться i-VTEC, подразумевая под этим символом наличие интелекта.

Принцип работы i-VTEC отдаленно напоминает традиционный VTEC. И все же «умный фазорегулятор» другой. О чем тут говорить, если даже i-VTEC в версиях SOHC и DOHC - системы функционирующие совершенно по-разному и конструктивно имеют гораздо больше различий, чем количество распределительных валов. Например, DOHC i-VTEC работает в паре с системой VTC, тогда как одновальный i-VTEC работает в одиночку. Кстати, в силу обширности темы сегодня мы будем обсуждать только SOHC i-VTEC. А «красноголовый двухвальник» оставим на потом.

Все описанное в статье будет в большей степени касаться двигателей R-серии, в частности мотора R18A, который появился в 2006 году на Honda Civic и стал первым носителем новой системы SOHC i-VTEC.

Предисловие

Идея новой системы i-VTEC по-большому счету осталась верной старым принципам, но адаптирована к новым общемировым тенденциям - обеспечивать оптимальную отдачу двигателя в различных условиях, при любом стиле вождения и при максимально эффективном потреблении топлива. Чтобы этого достичь необходимо распределить основные технические показатели, такие как мощность и крутящий момент, в максимально широком диапазоне оборотов. Другими словами - объединить хороший крутящий момент на «низах» от большеобъемных моторов и высокую мощность на «верхах» от высокооборотного спортивного двигателя. Лет двадцать назад вам бы сказали, что это невозможно.

Действительно, стандартный двигатель внутреннего сгорания на это не способен. Предыдущие поколения VTEC также с этой задачей справлялись не в полной мере - необходимый крутящий момент на низах традиционный VTEC не обеспечивал, хотя я к минусам это не отношу. Ведь крутить эти моторы одно удовольствие. Новый SOHC i-VTEC справился с поставленной задачей. Моторы оборудованные этой системой имеют приличный запас тяги на «низах» и неплохой «приход» на «верхах». И пусть одновальный i-VTEC делает это не так эффектно как DOHC i-VTEC, свою основную миссию система выполняет .

Принцип действия SOHC i-VTEC

Чтобы лучше понять принцип действия SOHC i-VTEC рассмотрим типичные ситуации. Спокойная езда по городу с пустым багажником и без пассажиров, плавные нажатия на педаль газа. В таком режиме обороты двигателя, как правило, не превышают порог в 2,5 – 3,5 тысяч оборотов в минуту, а усилия на педаль газа минимальны. На стандартных двигателях в таких ситуациях дроссельная заслонка находится почти в закрытом положении.

Дроссельная заслонка - элемент впускной системы, которая регулирует подачу воздуха в двигатель. Самым непосредственныи образом на дроссельную заслонку воздействует педаль газа. В зависимости от количества поступаемого воздуха, электронная система управления двигателем в нужной пропорции подает топливо для образования топливно-воздушной смеси. Чем сильнее нажимаете на педаль газа, тем шире открывается дроссельная заслонка (увеличивается поперечное сечение впускного канала), которая являлась препятствием для прохождения воздуха.

По идее, такое поведение дроссельной заслонки способствует экономии топлива - поступает меньше воздуха и соответственно компьютер уменьшает дозу подаваемого топлива. Однако это не совсем так. В такой ситуации дроссельная заслонка выступает в качестве силы сопротивления, препятствуя прохождению воздуха, когда этого требует рабочий процесс. Получается поршень, опускаясь в цилиндре вниз, должен всасывать топливно-воздушную смесь, затрачивая на это собственную энергию. Энергию, которая в конечном итоге должна была полностью попасть на колеса. Этот побочный эффект прозвали «насосными потерями».

Попытаемся взглянуть на это с практической точки зрения на примере системы SOHC i-VTEC. Ведь именно «игра» с подачей воздуха и устранение насосных потерь – «фишка» нового одновального i-VTEC.

SOHC i-VTEC на двигателе R18A1

устройство системы SOHC i-VTEC

 

Удивительно, насколько гениальным и простым путем пошли инженеры Honda. Все что они сделали – оставили дроссельную заслонку широко открытой на низах, а регулировку подачи толивно-воздушной смеси доверили системе i-VTEC. На деле, разумеется, не все так просто.

Для начала запомним, что период, когда дроссельная заслонка полностью открыта, а на подачу воздуха действуют другие силы, и является рабочей зоной системы SOHC i-VTEC. Получается, что именно в этот период в впускную систему поступает чрезмерно много воздуха и соответственно в цилиндры много топливно-воздушной смеси? Так и есть.

Но смесь не сгорает, как вы, наверное, подумали. Фишка системы состоит в том, что один из двух впускных клапанов в цилиндре после фазы впуска закрывается значительно позже второго.

В стандартных двигателях на фазе впуска впускные клапаны открыты, поршень движется вниз к нижней мертвой точке (НМТ). Как только поршень достигает низшей мертвой точки впускные клапаны закрываются, а поршень, начиная фазу сжатия поднимается к верхней мертвой точке (ВМТ).

Двигатель с SOHC i-VTEC работает несколько иначе. На фазе впуска все как обычно – поршень движется к нижней мертвой точке, впускные клапаны открыты. На фазе сжатия поршень начинает движение вверх к высшей мертвой точке, но! Один из впускных клапанов остается открытым, давая возможность поршню выдавить лишнюю топливно-воздушную смесь обратно в систему впуска, которая беспрепятственно прошла в цилиндр, благодаря полностью открытой дроссельной заслонке.

Конечно, профиль VTEC-ового кулачка, благодаря которому один из клапанов остается дольше открытым, разработан таким образом, что клапан закрывается до встречи с поршнем и в момент, когда в цилиндре остается оптимальное количество топливно-воздушной смеси.

Механизм SOHC i-VTEC

Механизм системы SOHC i-VTEC аналогичен механизму VTEC предыдущих поколений. Все двигатели с системой SOHC i-VTEC имеют два впускных клапана и два выпускных на каждый цилиндр, т.е 16 клапанов на 4 цилиндра. На каждую пару клапанов приходится 3 кулачка – два обычных крайних и один центральный vtec-овый. Кулачки распредвала традиционно воздействуют на клапаны не непосредственно, а через рокеры, которых тоже три на два клапана.

При отключенной системе i-VTEC каждый рокер работает независимо друг от друга. Внешние кулачки обеспечивают открытие клапанов, а центральный кулачок, хотя и вращается вместе с остальными, но до поры до времени работает вхолостую.

Механизм SOHC i-VTEC

механизм системы SOHC i-VTEC в отключенном и включенном состоянии

Как только двигатель переходит в режим работы, которую система Drive by Wire определяет как благоприятную для работы системы - посредством давления масла система смещает пистоны внутри рокеров таким образом, что два из трех рокеров превращаются в одну единую конструкцию. До этого работавший вхолостую vtec-овый кулачок вступает в игру. Теперь один из крайних рокеров начинает работать по законам vtec-ового кулачка, загоняя один из впускных клапанов цилиндра глубже и на дольше. Практически, как обычный VTEC, с той лишь разницей, что работают системы при разных условиях и в разных фазах.

Drive by Wire (DRW) или «управление по проводам» — электронная цифровая система управления автомобилем. Водитель управляет бортовым компьютером, а не непосредственно автомобилем. Компьютер исполняет команды с учётом показаний датчиков, включая-выключая сервомоторы,— по проводам. Система в той или иной мере способна реализовать машину, действующую по принципу «делай то, что я хочу». Например, нажатый до упора тормоз может означать не «зажать колёса с максимальным усилием», а «остановиться как можно быстрее», и уже дело компьютера — решать, как остановиться.

В обычной системе VTEC два внешних кулачка отвечают за работу двигателя на низких оборотах, а центральный vtec-овый подключается на высоких оборотах, загоняя клапаны глубже и дольше, чтобы в цилиндры поступило как можно больше топливно-воздушной смеси. В «умном» SOHC i-VTEC все наоборот - рабочая зона системы находится в диапазоне от 1000 до 3500 оборотов в минуту. На «верхах» же мотор вступает в стандартный режим работы.

Рабочая зона системы SOHC i-VTEC

Рабочий диапазон системы SOHC i-VTEC

Однако, диапазон оборотов не единственный фактор по которому система Drive by Wire определяет момент включения и выключения системы. Иначе новый i-VTEC мало чем отличался бы от предшественников.

Новый SOHC i-VTEC в паре с «Drive by Wire» умеет определять нагрузку на двигатель и в зависимости от ее величины принимать решение включаться ей или нет. Последнее явление и раскрывает наличие загадочного символа «i» в названии системы. Получается система работает при определенных оборотах двигателя и определенной величине нагрузки на двигатель. Поэтому «Drive by Wire», которая и определяет оптимальные условия, является наиважнейшей составляющей системы в целом. Общий рабочий диапазон SOHC i-VTEC демонстрирует вышерасположенный график. Красная зона на графике и есть благоприятная среда для работы системы.

Осталось закрепить информацию наглядным видео роликом


* * *

Судя по статье можно подумать, что система направлена исключительно на экономичность. Это не совсем так. Использование системы SOHC i-VTEC на низких оборотах позволило обычным кулачкам придать более спортивный профиль, при этом, не жертвуя такими показателями, как «умеренный аппетит» и плавность хода.

Кроме этого, в двигателях с данной системой применили новую технологию снижения трений, используются более легкие материалы, благодаря чему потерь стало гораздо меньше, удалось поднять степень сжатия. Если сравнивать двигатели с системой SOHC i-VTEC (например R18A) c аналогичными решениями конкурентов – будьте уверены, хондовское чудо мощнее и экономичнее.

Понравилась статья, но хочется узнать больше о технологиях Honda и автомобиле Honda Civic? Вам будет очень удобно подписаться на обновления блога и узнавать о них мгновенно.



Система VTEC - разбор полетов в интерактиве
DOHC i-VTEC или «двухвальный дьявол» от Honda
КОММЕНТАРИИ (45):

SPT | 2008-11-06 23:33:00
Отличная статья! Долго искал толковую информацию об i-VTEC-е, т.к. система представляет огромный интерес. И это первая статья, которая дала по-настоящему до конца понять, что такое этот i-VTEC. Спасибо! Если вас не затруднит, ответите на пару вопросов: 1. Когда срабатывает i-VTEC на разных моделях или на всех одинаково? Когда его действие заканчивается? Видимо, в районе красной зоны? Кстати, отключается-ли он в красной зоне или работает до предела и подхват на Интегре Тайп Р допусти идет с 6 и до 10 тысяч? По поводу первого вопроса, я имею в виду, на каких оборотах, а то где-то пишут 5800, где-то 6000, где-то 5000... И тахометр Integr-ы, допустим, размечен до 10 тысяч, а Civic 1.6-1.8 до 7-8... 2. На CR-V 2.o i-VTEC стоит экономичный вариант ВТЕК-а ? 3. На ролике показано само срабатывание системы на примере Сивика ? Извиняюсь заранее, если вопросы глупые. Правда, очень интересно.

sasha5277 | 2009-04-29 22:18:00
Классная статья,автору огромное спасибо!

DIma | 2009-08-05 20:20:00
Спасибо за статью! У меня созрел вопрос. Насколько я понял эта система, SOHC i-VTEC, по сути просто уменьшает рабочий объём двигателя когда двигатель не испытывает существенных нагрузок. А есть ли какие-то данные: насколько уменьшается рабочий объём, или насколько поднимается поршень когда последний клапан закрывается полностью? На видео я увидел, что клапан закрывается когда поршень уже прошел половину пути до верхней мертвой точки, но я так подумал, что ориентироваться на видео не стоит, потому что оно ознакомительное. Ещё раз вопрос: На сколько уменьшается рабочий объём?

RuBB | 2009-08-05 22:35:00
DIma, объем не уменьшается. Выталкивается лишняя топливно-воздушная смесь обратно во впускной тракт. А лишняя, потому что беспрепятственно проходит через дроссельный канал дабы не создавать насосные потери (16%-ное уменьшение потерь за счет такого решения). Тут просто несколько другой подход в подаче топлива (в режиме i-VTEC). Вся игра происходит с дроссельной заслонкой и открытием-закрытием клапанов по сути. И поршни и остальные агрегаты не касающиеся работы i-VTEC работают неизменно на всем диапазоне оборотов и при любой нагрузке

DIma | 2009-08-08 15:44:00
Я вообще в двигателях не мастер, и с машинами не связан. Я помню уроки в автошколе, там мы поверхностно изучали принцип работы двигателя внутреннего сгорания. Нас учили, что рабочим объёмом двигателя считается объём "покрываемый" поршнем от нижней мёртвой точки до верхней. А с такой системой нижней мёртвой точкой можно считать положение поршня в момент когда закрывается последний клапан. Весь оставшийся объём и будет рабочим объёмом, а то что он прошёл до этого(до закрытия клапана), то он прошёл вхолостую, не сжимая топливно-воздушной смеси. Отсюда я сделал свой вывод. Может быть я в чём-то не прав. Если можно дайте почитать источники из которых Вы читали.

RuBB | 2009-08-08 19:15:00
DIma, трудно с Вами не согласиться, но и согласиться тоже не могу. "А с такой системой нижней мёртвой точкой можно считать..." - можно считать, но не является таковой. По Вашей теории ситуация, когда в цилиндр стандартного двигателя вливать меньше топливно-воздушной смеси чем туда бы вместилось тоже можно считать уменьшением объема. P.S. Вот один из основных первоисточников (англ.): http://asia.vtec.net/Engines/RiVTEC/index.html

DIma | 2009-08-09 00:28:00
Ну с английским у меня поменьше проблем, чем с ДВЗ. Спасибо.

fastcar | 2009-08-11 15:00:00
По-моему, это очень круто - изменяющийся (уменьшаюшийся) по желанию объем двигателя. И, насколько я понял из видео и объяснений, он таки уменьшается! Ведь что не позволяет уменьшить расход больших двигателей: рабочий объем должен быть заполнен бензиновой смесью 15:1, иначе гореть она будет неоптимально, а здесь получается, что большая часть этой смеси - возвращается назад, в коллектор! Отличная штука

Aminosa | 2009-09-21 14:04:00
ни где не могу найти информацию какой тип Vtec установлен на двигателе j25a.не подскажете? за статью спасибо читал с большим интересом.

RuBB | 2009-09-21 14:54:00
Aminosa, j25 ставили на американский Accord и японский Avancier. Двигатель с одним валом и системой i-VTEC. К сожалению подробнее ничего сказать не могу

Sasha | 2009-09-22 15:38:00
Не согласен с тем, что объем меняется! Ведь во время рабочего года поршень толкоет вниз до нижней мертвой точки! Весь прикол в возврате смеси в коллектор.

RuBB | 2009-09-22 16:08:00
Sasha, разделяю Ваше мнение

Nyf-Nyf | 2009-09-29 14:38:00
Статья просто фантастика! Всё очень доходчиво и по теме. Спасибо!

Vit | 2009-10-04 02:41:00
Спасибо за статью, очень познавательно, теперь хоть знаю что там у меня под капотом прячется)) Но честно говоря несколько расстроен что i-VTEC для экономии, а не для отжига( Я-то думал...(

RuBB | 2009-10-04 09:29:00
Nyf-Nyf, Vit очень рад что статья оказалась полезной. Vit, благодаря экономичной работе при малой нагрузке и низких оборотах удалось использовать более "злые" кулачки для "вневтековой зоны" по сравнению со стандартными двигателями.

Vit | 2009-10-04 16:02:00
RuBB, спасибо за ответ, я понял это из предпоследнего абзаца)) вчера вечером даванул тапок - и всётаки она прёт)) А на восьмых тайперах я так понимаю стоит тот самый VTEC,т.е. не для экономии?

RuBB | 2009-10-04 20:22:00
Vit, да на восьмых "тапках" DOHC i-VTEC. Возможно следующая статья будет именно о ней

Vit | 2009-10-05 02:18:00
...так вот оно что)) два распредвала)) на впуск и на выпуск, пральна?)) Будем ждать следующую статью, еще раз Вам спасибо за труды!

Дмитрий | 2009-10-15 14:23:00
RuBB, cпасибо за наиболее интересную информацию по теме SOHC i-VTEC! А что вы скажете про наличие более "злых" кулачков для "вневтековой зоны" на двигателе R20A2. Заранее благодарен.

RuBB | 2009-10-15 14:47:00
Дмитрий, полагаю что моторы R20A по конструкции абсолютно аналогичны моторам R18A. По теории R20A должны менее охотно раскручиваться за счет объема (а объем увеличен за счет увеличения длины хода поршней). Однако, за счет того же объема крутящего момента больше чем у R18A. По кулачкам достоверной информации к сожалению нет, однако могу полагать, что по характеру они очень близки к кулачкам на R18А, с той лишь разницей, что "заточены" под другой объем двигателя

Дмитрий | 2009-10-15 14:54:00
RuBB, спасибо! С вашей изумительной доходчивостью изложения может когда-нибудь и этот двигатель разберете. Еще раз спасибо!

Дмитрий | 2009-10-15 14:59:00
Кстати, для информации, на R20A2, какой-то очень интересный звук очень схожий на цокот лодочного мотора, а как на R18A?

Olli | 2009-10-22 18:02:00
Скажите, пожалуйста, VTEC, i-VTEC - это же электронные системы, по сути, по крайней мере они называются электронными. а где же сама электронная часть? микроконтроллер, или микропроцессор? в общем, компьютер всей системы? почему нет описания того, как управляется им вся система и вообще ни слова об электронике? :)

RuBB | 2009-10-22 20:02:00
Olli, в качестве электронной части выступает центральный компьютер автомобиля ECU. ECU получает информацию о работе двигателя, благодаря различным датчикам(датчик давления масла, термостат, лямбда-зонд и т.п.) и на основе показателей этих датчиков посылает команды мотору.

igorvalent | 2009-12-01 18:07:00
RuBB спасибо за статью, очень интересный ход у этих инженеров, если можете подскажите по каким меткам и как выставляется распредвал на R20A2 а то у друга после ремонта движок колбасит, а мастеровые руками разводят (я конечно понимаю что может сбой в работе датчиков) но вначале хочется убедиться что установлен правильно, а потом и дальше искать. заранее спасибо. а статья действительно хорошая интересно новые идеи узнавать, да еще и уже воплощенные. простите если не там вопрос задаю, но не мог нигде найти ответ. еще раз спасибо.

RuBB | 2009-12-03 16:44:00
igorvalent, к сожалению по таким "индивидуальным" вопросам с меня плохой помощник. P.S. Рад, статья принесла пользу

Андрей | 2010-01-26 00:31:00
Статья раскрыла мне глаза на строение хондовского одновальника. Автору болшое спасибо! Но хотелось бы понять, почему в режиме ХХ и-втек не включается в работу? Казалось это могло способствовать снижению расхода...

Stepan | 2010-02-18 11:31:00
В частности по двигателю R18 хотел добавить цитатой с форума: - Мощности двигателю добавляет система изменения длины впускного коллектора - она имеет две ступени. - До кучи - специальная обработка стенок поршня и цилиндров для снижения потерь на трение. - Применение алюминия (рокера, нижний блок) и пластмасс (ограничители цепи ГРМ).

Андреич | 2010-03-04 16:07:00
Это единственный сайт, где я с ходу нашел такое доходчивое описание системы ГРМ на R18A и И-ВТЕК. Спасибо за статью

nefor | 2010-03-08 18:44:00
Очень интересно и доходчиво, автору большое спасибо за материал.

Max | 2010-04-03 14:33:00
Спасибо за статью!)

c-m | 2010-07-26 17:57:00
Что из себя представляет сам блок управления i-VTEC? (компьютер)

RuBB | 2010-07-27 16:26:00
c-m, отдельного блока управления для i-VTEC нет. Все функции по управлению i-VTEC выполняет блок управления автомобиля (ECU), который с помощью различных датчиков определяет как и когда включится системе i-VTEC

vad | 2010-09-28 00:14:00
Контент на сайте отменный! Спасибо авторам!

SlavON | 2010-11-25 00:41:00
vad, автор всего один!

Tigrulya92 | 2011-04-12 18:10:00
Огромное спасибо за статью, с удовольствием перечитаю весь сайт. Но хотел бы вас спросить как я понял самая спортивная схема это DOHC i-VTEC. Хотелось бы ещё почитать какие нибудь спортивные схемы газораспределения и желательно не только Honda, так как я являюсь безумным фанатом Skiline GTR R34 (в кузове BNR34) ну и учусь на слесаря=))) Хотелось бы не только принцип действия этих систем, но и как с ними работать, а самому их допиливать и улучшать (меня сурово интересует спорт).

RuBB | 2011-04-12 18:18:00
Tigrulya92, redliners.ru - думаю этот ресурс будет полезен.

Max_imum | 2011-06-10 15:17:00
Возник вопрос. На простом моторе понятно, нажал на газ - дроссель открылся - обороты двигателя увеличились. А как же происходит на этом моторе когда включен втек? За счет чего происходит плавное дросселирование? Втек то либо включен, либо нет, промежуточных положений нет. Дроссель у нас открыт, высота подъёма и угол открытия клапана при включенном втеке постоянны. Я понимаю, если бы было что, например, втек включен на 10% или 20% в зависимости от положений педали газа, но на этом двигателе такого нет.

Сергей72 | 2011-08-12 11:59:00
Я стою перед выбором какой двигатель взять CR-V 2SOHC или 2.4 DOHC? Меня интересует больше всего надежность двигателей.

RuBB | 2011-08-12 16:47:00
По надежности моторы мало чем отличаются. Но для CR-V мотор 2,4 будет предпочтительней

Gary | 2011-09-13 13:53:00
Max_imum , Плавное дросселирование можно регулировать периодами, продолжительностью и колличеством впрыска топлива, а также есть регулирование заслонок в самом впускном коллекторе и коррекция положения заслонки в самом дроселе. ПС Большое спасибо автору, очень позновательно!

SDR | 2011-09-20 23:45:00
Спасибо за статью! Побольше бы таких замечательных и умных авторов!

Sinister23 | 2011-10-24 12:41:00
При прочтении "слух режет" небольшая неточность перевода: по-русски piston - это не "пистон", а "поршень", а, скажем, synchronizing pin - это, в данном случае, "блокирующий штифт". В остальном, статья весьма популярная, за что автору благодарность.

dlinjj | 2012-05-18 10:21:29
RuBB ты случаем не с Хонда Корпарэйшн?))))

Познания поражают!

almera | 2012-09-27 20:25:34
подскажите какой моторесурс у этого мотора (R18A)?